无线局域网MAC协议性能分析与研究

【摘要】在全球化和信息智能化的今天，计算机通信产业迅速崛起。无论是科学研究和军事还是企业管理和国家经济信息决策，对计算机通信技术的发展需求不断扩大，其主要表现为：计算机通信技术向集成化、综合化和智能化方向发展；计算机通信技术的高度发展使得各行各业应用系统网络化和工程信息化；计算机通信应用系统产品日益多样化并日益大众化走进家庭。无线局域网（WLAN）是计算机技术与通信技术的相互渗透、密切融合的产物。无线局域网技术以其组网灵活、便捷、易于扩展和高效等优点越来越成熟的广泛地应用于各个领域。全球公认的局域网权威IEEE802.11作为IEEE802.11系列的基础协议，IEEE802工作组所提出的标准在局域网领域内得到了广泛的应用。因此，IEEE802.11协议分析对于多媒体在WLAN中的应用具有相当重要的意义。本文深入探讨IEEE802.11无线局域网的MAC层，然后分析了支持不同业务的区分，提供QoS保证的IEEE802.11e协议。并完善了网络的理论分析方法。具体内容包括以下几个方面：1.在含有隐藏节点的情况下，针对IEEE802.11DCF协议，对每个站点的退避计时器的特点和信道接入原理进行时空分析。提出一个新的离散时间三维的马尔可夫链分析模型。2.分析了支持实时业务在无线局域网中的应用，深入分析了提供QoS保证的协议IEEE802.11e的EDCA机制。考虑AIFS（arbitributioninter-framespace）区分机制，信道和帧拥塞机制以及不同的竞争窗口大小等因素在网络系统中之间的相互关系，进而提出一种新的针对IEEE802.11e的EDCA机制的离散时间三维的马尔可夫链分析模型。3.针对IEEE802.11DCF机制，用NS2软件来模拟环形的网络场景，将得到的吞吐量和模型分析的吞吐量进行对比，再将数据的提交量作为未知变量，研究其数据包的大小与吞吐量之间的关系。从这两个角度的对比数据来分析得出分析模型的准确性。模型分析的值与仿真值在归一化提交负载和吞吐量等性能有良好的一致性。4.针对IEEE802.11eEDCA机制，同样使用NS2软件来分析相应的网络场景来得到吞吐量的仿真值，然后将仿真值和数篇文献中提出的模型分析值进行综合的对比。通过从不同实时吞吐量业务数据对比表明了本论文分析模型比其它分析模型更精确。
【作者】李杰；
【导师】刘良桂；
【作者基本信息】浙江理工大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】IEEE802.11；IEEE802.11e；MAC；DCF；EDCA；Markov链；

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